Скорости молекул
Запустите все молекулы с одинаковой скоростью. Через полминуты посмотрите на гистограмму внизу: скорости сами разойдутся, и получится одна и та же горка, с какого бы начала вы ни стартовали.
Почему молекулы не движутся с одинаковой скоростью
В газе нет никакой одинаковой скорости. При каждом столкновении одна молекула отдаёт часть скорости другой: кто-то разгоняется, кто-то тормозит. Через тысячи столкновений устанавливается определённое соотношение — медленных мало, средних много, очень быстрых единицы.
Проверьте, что начало не имеет значения. Запустите всех одинаково, половину оставьте стоять или раскидайте скорости вразнобой: форма горки через полминуты будет одна и та же. Она зависит только от температуры, то есть от средней скорости.
Эту форму вывел Джеймс Максвелл в 1860 году, ещё до того как существование молекул признали окончательно. В табло видно и хвост распределения: всегда находится несколько молекул, летящих вдвое быстрее средней.
Где это встречается. Именно эти редкие быстрые молекулы испаряют воду из лужи задолго до кипения: только им хватает скорости оторваться от поверхности. Они же уносят самых быстрых молекул из верхних слоёв атмосферы в космос — так Земля понемногу теряет водород, а Луна потеряла всю свою атмосферу. На этом же держится правило химиков: реакция идёт быстрее при нагреве, потому что доля достаточно быстрых молекул резко растёт.